MỤC LỤC
MỤC LỤC............1
LỜI NÓI ĐẦU.........2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ................................... 3
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại.. .................................................................. 3
1.1.1.Công dụng............................................................................................. 3
1.1.2. Yêu cầu................................................................................................ 3
1.1.3. Phân loại.............................................................................................. 4
1.2. Kết cấu chung của hệ thống phanh công tác .............................................. 5
1.2.1. Cơ cấu phanh....................................................................................... 6
1.2.2. Dẫn động phanh................................................................................. 12
1.3. Một số giải pháp nâng cao chất lượng phanh........................................... 22
1.3.1. Kết cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh ................................... 22
1.3.2. Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS .......................... 26
1.3.3. Bộ điều hòa lực phanh EBD............................................................... 29
1.3.4. Sử dụng sơ đồ dẫn động phanh 2 dòng.............................................. 30
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131.... 33
2.1. Giới thiệu chung xe ZIL-131....................................................................... 33
2.2. Giới thiệu chung hệ thống phanh khí nén trên xe ZIL-131...................... 39
2.3. Hệ thống phanh công tác............................................................................ 42
2.3.1. Máy nén khí....................................................................................... 42
2.3.2. Bộ điều chỉnh áp suất......................................................................... 44
2.3.3. Van an toàn........................................................................................ 46
2.3.4. Bình chứa khí nén.............................................................................. 47
2.3.5. Tổng van phanh................................................................................. 48
2.3.6. Van phanh rơmóoc............................................................................ 52
2.3.7. Bầu phanh.......................................................................................... 55
2.3.8. Cơ cấu phanh..................................................................................... 56
2.4. Hệ thống phanh dừng................................................................................. 58
2.4.1. Công dụng.......................................................................................... 58
2.4.2. Cấu tạo............................................................................................... 58
2.4.3. Nguyên lý làm việc............................................................................ 60
2.5. Phân tích ưu, nhược điểm hệ thống phanh xe ZIL-131............................. 60
2.5.1. Ưu, nhược điểm hệ thống phanh công tác.......................................... 60
2.5.2. Ưu, nhược điểm hệ thống phanh dừng............................................... 61
2.5.3. Kết luận.............................................................................................. 61
CHƯƠNG 3: TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG PHANH VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU HÒA LỰC PHANH....... 67
3.1. Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống phanh........................................................ 67
3.1.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh................................................. 67
3.1.2. Tiêu chuẩn châu Âu ECE-R13 đánh giá hệ thống phanh................... 74
3.1.3. Tiêu chuẩn Việt Nam đánh giá hệ thống phanh................................. 76
3.2. Động lực học phanh ô tô............................................................................. 80
3.2.1. Lực phanh sinh ra ở bánh xe.............................................................. 80
3.2.2. Vấn đề chống hãm cứng bánh xe khi phanh....................................... 82
3.2.3. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu.................................................... 84
3.2.4. Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh............................................... 88
3.2.5. Sử dụng trọng lượng bám khi phanh.................................................. 93
3.3. Xây dựng đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh xe ZIL-131. 99
3.3.1. Xác định mô men phanh theo điều kiện bám..................................... 99
3.3.2. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra............................. 99
3.3.3. Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh xe ZIL-131. 104
3.4. Động lực học dẫn động phanh khí nén xe ZIL-131................................. 105
3.4.1. Phương pháp mô phỏng tập trung để nghiên cứu động lực học trong dẫn động phanh khí nén ....105
3.4.2. Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 khi chưa lắp bộ điều hòa lực phanh...... 107
3.4.3. Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 khi lắp bộ điều hòa lực phanh.....115
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131................... 120
4.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh....................................................... 120
4.1.1. Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh................................. 120
4.1.2. Quy trình thực hiện một số nội dung công việc bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh....122
4.2. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục...................................... 126
4.2.1. Hệ thống phanh chính...................................................................... 126
4.2.2. Hệ thống phanh dừng....................................................................... 127
4.3. Một số chú ý trong quá trình sử dụng...................................................... 128
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 133
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, khoa học kỹ thuật trên thế giới phát triển với tốc độ cao, khoảng cách từ nghiên cứu, phát minh tới ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống ngày càng được rút ngắn. Trong bối cảnh chung đó, ngành công nghệ kỹ thuật ô tô cũng phát triển mạnh, có nhiều thành tựu khoa học mới được áp dụng để nâng cao tính năng, công dụng, độ an toàn và tiện nghi sử dụng của xe.
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô, tính năng kỹ thuật và chất lượng của hệ thống phanh là một trong những tiêu chí cơ bản để đánh chất lượng xe.
Trong quân đội đang quản lý và sử dụng một số lượng lớn xe ô tô sử dụng hệ thống phanh khí nén một dòng như ZIL-130, ZIL-131, KRAZ-255B, URAL-375D… bảo đảm thực hiện các nhiệm vụ quan trọng như vận tải, kéo pháo, kéo khí tài,… Hệ thống phanh của những xe này không có khả năng điều chỉnh lực phanh dẫn đến hiệu quả phanh không cao. Những xe này hiện đang từng bước được điezel hóa để đưa vào quy hoạch sử dụng lâu dài theo chủ trương của Bộ Quốc phòng. Mặt khác, các xe quân sự thường hoạt động trong điều kiện địa hình phức tạp nên cần phải có hệ thống phanh đảm bảo chất lượng cao. Vì vậy, nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng phanh cho các nhãn xe ô tô quân sự nói trên là việc làm rất cần thiết, có tính thực tiễn cao.
Đề tài tốt nghiệp với nội dung “Nghiên cứu lắp đặt bộ điều hòa lực phanh nâng cao hiệu quả phanh cho hệ thống phanh khí nén trên xe ZIL-131” nhằm nghiên cứu động lực học quá trình phanh và khảo sát ảnh hưởng của bộ điều hòa lực phanh tới chất lượng phanh xe ZIL-131. Từ đó tạo cơ sở cho việc tính toán, thiết kế, chế tạo và lắp đặt bộ điều hòa lực phanh cho xe ZIL-131 và các loại xe dẫn động phanh khí nén một dòng khác đang có trong biên chế của quân đội.
Trong quá trình thực hiện đồ án tôi nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy: TS…………, cùng các thầy trong Khoa Ô tô. Đến nay tôi đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ, cơ bản đáp ứng yêu cầu đề ra.
Tuy bản thân đã nỗ lực cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế nên nội dung đồ án ít nhiều vẫn còn có những vấn đề chưa thực sự hoàn thiện. Rất mong tiếp tục nhận được sự giúp đỡ, góp ý của các thầy, các đồng chí và các bạn để nội dung đồ án được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………..
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1 Công dụng
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đấy. Ngoài ra hệ thống phanh còn dùng để giữ ô tô đứng trên dốc trong thời gian dài.
1.1.2 Yêu cầu
Hệ thống phanh cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm, tức là phải có gia tốc phanh chậm dần cực đại.
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.
1.1.3 Phân loại
1.1.3.1 Phân loại theo chức năng
- Hệ thống phanh công tác: Dùng để giảm tốc độ chuyển động của ôtô trong điều kiện chuyển động bất kỳ.
- Hệ thống phanh dừng: Dùng để giữ cố định xe trên đường, dốc trong thời gian tuỳ ý.
1.1.3.3 Phân loại theo dẫn động
- Dẫn động phanh bằng cơ khí.
- Dẫn động phanh thủy lực.
1.2 Kết cấu chung của hệ thống phanh công tác
Hệ thống phanh trên ô tô thông thường gồm có hệ thống phanh công tác (còn gọi là phanh chính hay phanh chân) và hệ thống phanh dừng (còn gọi là phanh tay). Phanh công tác và phanh dừng có thể có cơ cấu phanh và dẫn động phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng dẫn động phanh riêng rẽ.
1.2.1 Cơ cấu phanh
1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc
a. Đặc điểm
Cơ cấu phanh trống có những ưu điểm:
- Các chi tiết cấu tạo đơn giản, dễ thay thế khi hư hỏng.
- Các chi tiết có giá thành thấp nên đảm bảo tính kinh tế.
b. Các kiểu bố trí guốc phanh
Hiện nay, các cơ cấu phanh loại guốc sử dụng phổ biến 4 kiểu sơ đồ bố trí như sau (Hình 1.1)
Sơ đồ này được áp dụng trên các ô tô quân sự GAZ-66, UAZ-469, URAL-375Đ,... Đặc điểm của cơ cấu này là lực tác dụng lên guốc phanh bằng nhau P1 = P2 do đường kính piston xilanh công tác như nhau. Nhưng mô men ma sát của guốc phanh trước lớn hơn guốc phanh sau.
Tổng lực đẩy từ cam lên guốc trước và guốc sau là:
P1 + P2 = 2.M/n
Trong đó: M - Mô men đặt lên trục cam phanh; n - Đường kính vòng tròn cơ sở của biên dạng cam; P1, P2 - Lực đẩy từ cam lên guốc phanh trước và guốc sau.
1.2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa
a. Đặc điểm
Phanh đĩa được dùng phổ biến ở những ôtô có tốc độ cao, đặc biệt hay dùng ở cầu trước. Ngày nay cơ cấu phanh đĩa được dùng nhiều cho cả cầu trước và cầu sau vì có những ưu điểm sau:
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi. Điều này giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao.
- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường tốt.
- Hiệu quả phanh vẫn tốt trong điều kiện ẩm ướt.
b. Các kiểu cơ cấu phanh đĩa
b1. Cơ cấu phanh đĩa có calip cố định (Hình 1.2).
Kiểu phanh này thường sử dụng 2 hoặc 4 piston. Nếu sử dụng 2 piston thì bộ kẹp phanh dùng một piston cho một mặt bên của đĩa, nếu sử dụng 4 piston thì dùng 2 piston cho một bề mặt của đĩa quay.
b2.Cơ cấu phanh đĩa có calíp di động (Hình 1.3).
Cơ cấu này sử dụng một xilanh thủy lực gắn vào một bên má phanh. Piston di chuyển trong xilanh bánh xe khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thủy lực tạo ra sẽ đẩy má phanh ép sát vào đĩa phanh để hãm tốc độ của đĩa phanh.
1.3 Một số giải pháp nâng cao chất lượng phanh
- Hướng giải pháp về cơ cấu phanh: Cải tiến cơ cấu phanh guốc thành cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước, thiết kế trang bị các cơ cấu tự điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang phanh…
- Hướng giải pháp về dẫn động phanh: Cải tiến thành hệ thống phanh có điều khiển chống bó cứng ABS, trang bị bộ điều hoà lực phanh bằng điện tử EDB, bộ trợ lực phanh khẩn cấp BAS, bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng …
1.3.1 Kết cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh
Trong quá tŕnh làm việc các tấm ma sát và tang phanh bị mòn làm tăng khe hở giữa má phanh và tang phanh. Khe hở này tăng lên sẽ làm tăng hành trình của các phần tử chấp hành của dẫn động phanh, qua đó dẫn đến tăng thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh (thời gian khắc phục các khe hở trong hệ thống) làm giảm hiệu quả phanh.
1.3.1.1 Điều chỉnh bằng dẫn động phanh tay
Ở một số ôtô việc tự động điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh được thực hiện bằng cơ cấu dẫn động phanh tay. Sơ đồ cấu tạo được thể hiện trên hình 1.11.
1.3.1.2 Điều chỉnh bằng dẫn động phanh chân
Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu tự động điều chỉnh bằng dẫn động phanh chân được thể hiện trên hình 1.12.
1.3.2 Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS
Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi khả năng bám giữa bánh xe với mặt đường, được đặc trưng bằng hệ số bám. Khi lực phanh nhỏ hơn lực bám thì không sử dụng hết hiệu quả phanh theo điều kiện đường. Ngược lại, khi lực phanh lớn hơn lực bám thì các bánh xe sẽ bị hãm cứng dẫn tới hiện tượng trượt ngang, gây mất ổn định khi phanh, dẫn tới mất an toàn chuyển động của xe.
1.3.3 Bộ điều hòa lực phanh EBD
Quá trình phanh ô tô đều dẫn tới hiện tượng tăng tải trọng tác dụng lên cầu trước, giảm tải trọng ở cầu sau. Để sự phân bố mô men phanh tiến dần tới sự phân bố tối ưu (lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ với phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe) cần thiết phải giảm áp suất môi chất trong dẫn động phanh đến cầu sau.
1.3.4 Sử dụng sơ đồ dẫn động hai dòng
Để nâng cao độ tin cậy làm việc của hệ thống phanh, đa số các xe hiện nay sử dụng dẫn động phanh hai dòng. Đối với dẫn động phanh một dòng khi có sự cố tại một vị trí nào đó trên hệ thống thì cả hệ thống mất khả năng làm việc.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131
2.1 Giới thiệu chung xe ZIL-131
Hình dáng ngoài của ôtô ZIL-131 được thể hiện ở hình 2.1.
Ôtô ZIL-131 có động cơ bố trí phía trước ngoài buồng lái, nhưng kích thước bao vẫn tương đối nhỏ, thuận tiện cho lắp bánh xe dự phòng và các trang thiết bị phụ khác.
Tính năng kỹ chiến thuật ôtô ZIL-131 như bảng 2.a.
2.2 Giới thiệu chung hệ thống phanh khí nén trên xe ZIL-131
Trên xe ZIL-131 được trang bị 2 hệ thống phanh riêng biệt: phanh công tác (phanh chính), phanh tay (phanh dừng). Mặc dù các hệ thống này có phần chung nhưng nó vẫn hoạt động độc lập với nhau và đảm bảo hiệu quả phanh cao trong mọi điều kiện của quá trình khai thác.
Trên xe ZIL-131 toàn bộ hệ thống phanh bố trí chung như hình 2.3.
Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh công tác trên xe ZIL-131 được thể hiện trên hình 2.5.
2.3 Hệ thống phanh công tác
2.3.1 Máy nén khí
2.3.1.1 Công dụng
Máy nén khí bảo đảm nạp khí nén cho các bình chứa khí nén. Máy nén khi trên xe ZIL-131 là loại một cấp 2 xilanh, làm mát bằng nước thường sử dụng trên ô tô.
2.3.1.2 Cấu tạo
Cấu tạo máy nén khí được thể hiện trên hình 2.6.
Máy nén khí trên xe ZIL-131 làm mát bằng nước, hệ thống làm mát và bôi trơn máy nén khí nối với các hệ thống tương ứng của động cơ, nước được dẫn động từ hệ thống làm mát của động cơ, dầu bôi trơn trên bề mặt làm việc của các chi tiết của máy nén khí đi theo đường ống từ rãnh dẫn của động cơ tới nắp sau của máy nén khí.
2.3.2 Bộ điều chỉnh áp suất
2.3.2.1 Công dụng
Bộ điều chỉnh áp suất có tác dụng điều hòa áp suất trong hệ thống nằm trong phạm vi quy định, thực hiện giảm tải cho máy nén khí khi áp suất vượt quá giá trị quy định.
2.3.2.2 Cấu tạo
Cấu tạo bộ điều chỉnh áp suất được được thể hiện trên hình 2.7.
Bộ điều chỉnh áp suất được đặt trên khối xilanh của máy nén khí ở khoang trong thân 11 nối với khoang P (trong hình 2.6) phía dưới con trượt, nhờ rãnh dẫn 7 có 2 viên bi 13 (van nạp) và 14 (van xả).
2.3.4 Bình chứa khí nén
2.3.4.1 Công dụng
Tích trữ năng lượng khí nén cho hệ thống phanh và các thiết bị dùng khí nén.
2.3.4.2 Cấu tạo
Trên xe ZIL-131 có 3 bình chứa khí nén, bình được chế tạo bằng thép, trên bình có gia công các lỗ để bắt đường dẫn khí nén từ máy nén khí tới và có các đường dẫn khí nén tới tổng van phanh.
2.3.7 Bầu phanh
2.3.7.1 Công dụng
Bầu phanh chính là khối chấp hành của hệ thống phanh dẫn động khí nén có nhiệm vụ tạo lực ép lên cần đẩy để quay được cam phanh của cơ cấu phanh.
2.3.7.2 Cấu tạo
Cấu tạo bầu phanh được thể hiện trên hình 2.12.
Bầu phanh dùng trên xe ZIL-131 là loại màng, cần đẩy 3 của bầu phanh được ghép nối với đòn điều chỉnh 11 nhờ nạng 10 và chốt.
2.4 Hệ thống phanh dừng
2.4.1 Công dụng
Hệ thống phanh dừng (phanh tay) trên xe ZIL-131 dùng để giữ xe cố định trên đường, trên dốc trong thời gian tùy ý.
2.4.2 Cấu tạo
Trên hình 2.15 thể hiện cấu tạo hệ thống phanh dừng trên ô tô ZIL-131.
Dẫn động phanh dừng trên xe ZIL-131 là loại dẫn động cơ khí gồm hệ thống các thanh đòn điều khiển bằng tay.
2.5 Phân tích ưu, nhược điểm hệ thống phanh xe ZIL-131
2.5.1 Ưu, nhược điểm hệ thống phanh công tác
2.5.1.1 Ưu điểm
- Điều khiển nhẹ nhàng nhưng vẫn tạo được lực phanh lớn vì lực phanh do áp suất khí nén trong hệ thống tạo ra, người lái chỉ tác động để mở van phanh. Đây là ưu điểm chung của hệ thống phanh khí nén.
- Hệ thống phanh công tác xe ZIL-131 là hệ thống phanh khí nén, dẫn động phanh rơ moóc một đường dẫn nên có thể điều chỉnh sự khác nhau giữa thời điểm phanh rơ moóc so với thời điểm phanh xe kéo để đảm bảo sự chuyển động ổn định của đoàn xe.
2.5.1.2 Nhược điểm
- Thời gian chậm tác dụng lớn. Đây là nhược điểm chung của hệ thống phanh khí nén.
- Độ tin cậy của hệ thống phanh không cao. Hệ thống phanh công tác chỉ có một mạch dẫn động, có nguồn năng lượng sử dụng chung cho cả hệ thống phanh công tác, phanh rơ moóc và các thiết bị phụ tải khác.
2.5.3 Kết luận
Qua phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống phanh trên xe ZIL-131 ta thấy bên cạnh những ưu điểm thì hệ thống phanh xe ZIL-131 tồn tại 2 nhược điểm lớn sau:
Một là, độ tin cậy của hệ thống không cao. Như đã phân tích ở trên, do dẫn động phanh là dẫn động một dòng nên khi hệ thống hư hỏng tại một vị trí thì hệ thống sẽ mất toàn bộ khả năng làm việc.
Hai là, hiệu quả phanh không cao. Như đã phân tích ở trên, do lực phanh ở các cầu xe là cố định, không có sự phân bố phù hợp với tải trọng tác dụng lên cầu nên không sử dụng tối ưu trọng lượng bám của xe khi phanh.
CHƯƠNG 3
TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG PHANH VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU HÒA LỰC PHANH
3.1 Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống phanh
3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Khi phanh, ô tô không dừng ngay tại vị trí bắt đầu phanh mà sẽ dừng cách vị trí bắt đầu phanh một khoảng cách nào đó. Không những vậy, ôtô còn có thể lệch khỏi hướng chuyển động trước lúc bắt đầu phanh.
3.1.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh (Jp)
Gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh ôtô. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:
Pj = Pp +Pf + Pw + Pη Pi (3.1)
3.1.1.2 Thời gian phanh (tp)
Thời gian phanh cũng là một chỉ tiêu dùng để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng lớn.
Nếu kể đến thời gian phản xạ của người lái và thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh thì quãng đường phanh thực tế được xác định như sau:
SP = S1 + S2 + S3 + S4 (3.15)
3.1.2 Tiêu chuẩn châu Âu ECE-R13 đánh giá hệ thống phanh
Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống phanh theo ECE-R13 được trình bày trong bảng 3.a.
Chất lượng phanh theo định nghĩa của ECE-R13 bao gồm:
- Đảm bảo có hiệu quả phanh cao (có thể điều khiển theo ý muốn hay có quãng đường phanh ngắn nhất, gia tốc chậm dần của ô tô lớn).
- Quá trình phanh phải êm dịu, sự thay đổi gia tốc phanh phải đều đặn nhằm đáp ứng tính điều khiển, tính ổn định hướng chuyển động khi phanh của ô tô trong mọi trạng thái hoạt động.
3.2 Động lực học phanh ô tô
3.2.1 Lực phanh sinh ra ở bánh xe
Lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh được thể hiện trên hình 3.3.
QK có giá trị lớn nhất là QKmax và được biểu diễn bằng đường tròn có tâm là tâm vết tiếp xúc với bán kính là (RK.j), hình 3.4.
Nếu lực phanh đạt giá trị lớn nhất: PP = PPmax = φ.RK, thì lực ngang YK sẽ bằng 0, nghĩa là bánh xe sẽ không tiếp nhận lực ngang. Nếu lực phanh lớn hơn PPmax thì bánh xe sẽ bị trượt lết (bánh xe bị khoá cứng).
3.2.2 Vấn đề chống hãm cứng bánh xe khi phanh
Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi khả năng bám giữa bánh xe với mặt đường, với đặc trưng là hệ số bám j (PPmax = G.j). Lực phanh cực đại chỉ phụ thuộc vào trọng lượng của xe và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Trọng lượng xe không đổi.
3.2.3 Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu
- Hệ số bám của các bánh xe ở các cầu là không đổi và bằng nhau.
- Toàn bộ khối lượng của ôtô tập trung tại trọng tâm xe.
- Xe chuyển động trên đường phẳng, nằm ngang, lớp phủ đồng nhất.
- Phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe đi qua trục bánh xe. Sự chuyển dời tâm áp lực được kể đến qua mômen cản lăn.
Sử dụng sơ đồ khảo sát hình 3.8 viết phương trình cân bằng lực của ôtô theo chiều chuyển động ta có:
PJ = PP + Pf + PW (3.31)
3.2.4 Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh
Để phanh đạt hiệu quả tối ưu, tỷ số PP1/(PP2 + PP3) phải luôn thỏa mãn biểu thức (3.40). Tuy nhiên, trong điều kiện sử dụng của ôtô thì tọa độ trọng tâm luôn thay đổi do cách chất tải lên ôtô khác nhau và hệ số bám j cũng thay đổi do ôtô vận hành trên các đoạn đường khác nhau, do đó tỷ số PP1/(PP2 + PP3) cũng luôn thay đổi.
Ký hiệu tỷ số giữa MP1 và MPT = MP2 + MP3 là C, từ (3.42).
3.2.5 Sử dụng trọng lượng bám khi phanh
Khi không có bộ điều hoà lực phanh trên các bánh xe thì tỷ số C sẽ không đổi (C = const). Trong trường hợp này trọng lượng bám chỉ được sử dụng hoàn toàn tại một điểm ứng với hệ số bám φ0.
3.3 Xây dựng đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh xe Zil-131
3.3.1 Xác định mô men phanh theo điều kiện bám
Mô men phanh theo điều kiện bám được xác định theo (3.42).
3.3.2 Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra
3.3.3.1 Sơ đồ tính toán
Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh được thể hiện trên hình 3.14.
- Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến cam phanh a = 0,18 [m].
- Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh tới chốt tựa c = 0,17 [m].
- Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa chung d = 0,03 [m].
3.3.3.2 Tính tọa độ điểm đặt hợp lực tác dụng lên má phanh (d, r)
Do thông số các guốc phanh trước và sau của cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau là như nhau, ta có: tgδ1 = tgδ2 = tgδ và ρ1 = ρ2 = ρ.
3.3.3 Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh xe Zil-131
Từ kết quả tính toán ở trên ta xây dựng được đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh của xe ZIL-131, hình 3.18.
3.4 Động lực học dẫn động phanh khí nén xe ZIL-131
3.4.1 Phương pháp mô phỏng tập trung để nghiên cứu động lực học trong dẫn động phanh khí nén
Tính toán động lực học dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén nhằm xác định thời gian chậm tác dụng của dẫn động và sự biến đổi áp suất khí nén tại bầu phanh trong quá trình phanh làm cơ sở đánh giá hiệu quả phanh hệ thống phanh khí nén trên ôtô. Đồng thời cũng là cơ sở để đề xuất các giải pháp kết cấu trong hệ dẫn động nhằm nâng cao hiệu quả phanh.
3.4.2 Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 khi chưa lắp bộ điều hòa lực phanh
Bằng phương pháp mô phỏng tập trung, ta thiết lập được mô hình tính toán như trên hình 3.19.
3.4.3 Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 khi lắp bộ điều hòa lực phanh
Ta thiết lập được mô hình tính toán như trên hình 3.23
Ta có:
- mEdh: lưu lượng khí tại bộ điều hòa lực phanh, [m3/s].
- Pdh: áp suất tại bộ điều hòa lực phanh, [N/m2].
- Vdh: thể tích quy đổi về bộ điều hòa lực phanh, [m3].
Quan sát đồ thị ta thấy, tại giá trị hệ số bám φ0 = 0,35 (ứng với áp suất dẫn động trong hệ thống là 3,2.105 N/m2) bộ điều hòa lực phanh bắt đầu giảm áp suất khí nén ra cầu giữa và cầu sau. Như vậy, sự phân bố mô men phanh trên các cầu tối ưu hơn và trọng lượng bám được sử dụng tốt hơn, kết quả là hiệu quả phanh sẽ cao hơn.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131
4.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh
4.1.1 Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh
Trong quá trình khai thác, sử dụng hệ thống phanh luôn có những thay đổi về trạng thái, khả năng làm việc, giảm dần hiệu quả sau một thời gian sử dụng. Các thay đổi này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó hao mòn chi tiết theo thời gian sử dụng giữ vai trò quan trọng nhất.
- Bảo dưỡng thường xuyên.
- Bảo dưỡng định kỳ cấp 1.
- Bảo dưỡng định kỳ cấp 2.
4.1.2 Quy trình thực hiện một số nội dung công việc bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh
4.1.2.1 Kiểm tra, điều chỉnh phanh tay
Thường xuyên kiểm tra sự bắt chặt và kiểm tra, điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. Khi độ mòn tấm ma sát tăng thì sẽ làm tăng hành trình tự do của phanh tay.
4.2 Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
4.2.1 Hệ thống phanh chính
Đối với hệ thống phanh chính xe ôtô ZIL-131, quá trình khai thác có thể xảy ra các hư hỏng được thể hiện trong bảng 4.a.
4.2.2. Hệ thống phanh dừng
Đối với hệ thống phanh dừng xe ôtô ZIL-131, quá trình khai thác có thể xảy ra các hư hỏng được thể hiện trong bảng 4.b.
4.3 Một số chú ý trong quá trình sử dụng
Hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng trong quá trình chuyển động của ô tô, đảm bảo an toàn cho hàng hóa, hành khách và phương tiện. Hệ thống phanh tốt giúp nâng cao tốc độ trung bình, nâng cao năng suất, hạ giá thành vận chuyển. Trong quá trình sử dụng chất lượng của hệ thống phanh giảm dần.
KẾT LUẬN
Sau gần 3 tháng thực hiện, cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy: TS……………. và các thầy trong Khoa Ô tô, đến nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu lắp đặt bộ điều hòa lực phanh nâng cao hiệu quả phanh cho hệ thống phanh khí nén trên xe ZIL-131”. Trong phạm vi đề tài đồ án đã giải quyết được những vấn đề sau:
1. Phân tích kết cấu, ưu nhược điểm của hệ thống phanh trên xe ZIL-131. Từ đó, làm rõ sự cần thiết phải có những giải pháp để nâng cao chất lượng của hệ thống phanh trên xe ZIL-131. Đưa ra giải pháp lắp đặt bộ điều hòa lực phanh để nâng cao hiệu quả phanh cho hệ thống phanh khí nén trên xe ZIL-131.
2. Nghiên cứu động lực học quá trình phanh xe và cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh. Phân tích, làm rõ sự cải thiện chất lượng phanh khi có sử dụng bộ điều hòa lực phanh.
3. Thiết lập mô hình tính toán động lực dẫn động phanh khí nén xe ZIL-131 bằng phương pháp mô phỏng tập trung. Trên cơ sở kết quả tính toán đã bước đầu cho thấy sự cải thiện chất lượng phanh của xe ZIL-131 khi có sử dụng bộ điều hòa lực phanh.
Vấn đề nghiên cứu của đồ án đã bước đầu tìm hiểu và giải quyết một vấn đề rất cấp thiết hiện nay của ngành xe-máy quân đội. Đó là cần phải nghiên cứu tìm ra giải pháp để nâng cao hiệu quả phanh cho các loại xe sử dụng hệ thống phanh khí nén một dòng trong quân đội. Giải quyết được vấn đề này sẽ là một trong những biện pháp khả thi có thể đáp ứng yêu cầu cải tạo hàng loạt xe ô tô trong quân đội, phù hợp với khả năng công nghệ và điều kiện kinh tế hiện nay của đất nước.
Thông qua làm đồ án tốt nghiệp, bản thân tôi đã từng bước hệ thống được những kiến thức đã học. Quan trọng hơn, làm đồ án còn có tác dụng giúp tôi nâng cao sự sáng tạo, biết tự đọc, nghiên cứu tài liệu, biết liên hệ, vận dụng những kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tế. Đây là điều rất quan trọng giúp bản thân tôi trên cương vị là người cán bộ kỹ thuật có kỹ năng tiếp cận và giải quyết các vấn đề kỹ thuật ở đơn vị trong quá trình công tác sau này.
Tuy nhiên, nội dung đồ án vẫn còn một số hạn chế. Đó là chưa đánh giá được một cách cụ thể, toàn diện sự cải thiện chất lượng phanh của xe sau khi lắp bộ điều hòa lực phanh so với xe nguyên thủy. Nội dung đồ án mới chỉ dừng ở những nghiên cứu lý thuyết để đưa ra kết luận, chưa tiến hành thí nghiệm trên xe để đánh giá, kiểm nghiệm những kết quả nghiên cứu lý thuyết.
Hướng phát triển tiếp theo của đồ án là cần xây dựng mô hình tính toán hoàn thiện hơn để đánh giá cụ thể, toàn diện hơn sự cải thiện chất lượng phanh của xe sau khi lắp bộ điều hòa lực phanh. Đồng thời phải tiến hành các thí nghiệm trên xe để đánh giá, kiểm nghiệm các kết quả tính toán. Qua đó hoàn thiện đề tài, triển khai áp dụng vào thực tiễn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cấu tạo ô tô quân sự (Tập 2), Vũ Đức Lập - Phạm Đình Vy, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội - 1995.
2. Lý thuyết ô tô quân sự, Khoa động lực, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội - 2002.
3. Lý thuyết ô tô máy kéo, Nguyễn Hữu Cẩn, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội - 1996.
4. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên, NXB Giáo dục, Hà Nội - 1971.
5. Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự” (Tập V: Hệ thống phanh), Vũ Đức Lập, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội - 1998.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"